大傾角特厚煤層綜合放采場支架-圍巖相互作用關(guān)系研究.pdf

1、大傾角煤層一般是指煤層傾角為35°～55°的煤層。在我國,隨著煤礦技術(shù)的發(fā)展,大傾角煤層的開采變的越來越多,也成為當(dāng)下部分煤礦開采面臨的難題之一。大傾角煤層開采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律和頂板、頂煤的運動與緩傾斜煤層有很大區(qū)別,支架一圍巖相互作用關(guān)系也有很大不同。本文在分析和研究大傾角煤層開采上覆巖層結(jié)構(gòu)特征和項板頂煤的運移規(guī)律的基礎(chǔ)上,重點研究了大傾角厚煤層綜放采場支架-圍巖的相互關(guān)系,分析了大傾角條件下支架運行的穩(wěn)定性,確定了大傾角特厚煤層

2、綜放采場液壓支架的合理工作阻力,為大傾角煤層的高效、安全開采等工程實踐提供了重要的參考價值。
　　 針對上述內(nèi)容,本文以山西潞安集團(tuán)潞寧煤業(yè)有限公司大傾角特厚煤層綜放采場覆巖結(jié)構(gòu)及頂板頂煤運動規(guī)律課題為研究背景,深入探討研究了大傾角特厚煤層綜放采場支架-圍巖的相互作用關(guān)系,其主要內(nèi)容包括以下5個方面:①大傾角綜放采場的覆巖結(jié)構(gòu)及運動規(guī)律;②大傾角綜采放頂煤運移規(guī)律;③大傾角綜放采場支架-圍巖相互作用關(guān)系;④大傾角綜放采場支架工作

3、阻力的合理確定;⑤大傾角綜放工作面支架穩(wěn)定性的分析。
　　 本文對兩個代表性的大傾角煤礦做了調(diào)研分析,總結(jié)了大傾角特厚煤層綜放工作面支架支柱的受力特點以及沿工作面傾斜方向上壓力的分布特點。對潞安集團(tuán)潞寧孟家窯煤業(yè)有限公司5號煤層的煤巖進(jìn)行了巖石力學(xué)實驗,通過建立大傾角工作面直接頂“小結(jié)構(gòu)”和老頂巖層“大結(jié)構(gòu)”的力學(xué)模型進(jìn)行分析計算,得出了大傾角煤層冒落矸石沿工作面方向的充填長度。同時,針對孟家窯5105工作面計算了沿工作面走向的

4、冒落帶高度和斷裂帶高度,以及工作面傾向的冒落高度。
　　 利用彈性薄板理論對大傾角綜放工作面覆巖斷裂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析計算,針對孟家窯煤礦大傾角綜放工作面的基本情況得出:直接頂?shù)某醮螛O限垮落步距為11.2m;工作面推進(jìn)方向上到42.1m時,基本頂中部發(fā)生初次斷裂,沿工作面傾斜方向在距下端頭28.7m和距離上端頭21.8m范圍處的板發(fā)生破斷;在基本頂周期來壓前,沿工作面推進(jìn)方向到18.3m時中部發(fā)生斷裂,沿工作面傾斜方向在距下端頭18

5、.2m和距上端頭13.6m范圍處板會發(fā)生斷裂。
　　 運用損傷力學(xué)理論分析了大傾角綜放采場頂煤的運移規(guī)律及破壞特征。尤其頂煤的始動點在工作面傾斜方向上表現(xiàn)出不同的移動特征,即沿工作面傾向上部頂煤的始動點距離煤壁最遠(yuǎn),下部次之,中下部最近。
　　 大傾角放頂煤支架工作阻力分別采用類比法、實測統(tǒng)計法和理論分析法計算。采用支護(hù)強度理論計算最終確定孟家窯5105工作面的支架合理工作阻力為6000kN。此外,對支架穩(wěn)定性問題提出了